Обеспечение стабильности генома необходимо для нормальной жизнедеятельности клетки. Нарушить эту стабильность могут ошибки при репликации (удвоении) ДНК, а также разнообразные внешние факторы: ультрафиолетовое излучение, химикаты и прочее. Сама структура наследственного материала при этом изменяется – это называется генотоксическим стрессом. Он чреват развитием рака и других опасных заболеваний.
Существуют особые клеточные механизмы, направленные на восстановление исходного состояния ДНК. Однако в случае накопления чрезмерно большого числа генетических повреждений, которые по тем или иным причинам не удалось ликвидировать, активируется запрограммированный процесс гибели таких клеток. Это совершенно необходимая мера, позволяющая устранить дефектный наследственный материал. Среди различных сценариев, вызванных повреждением ДНК, наиболее изучен апоптоз. В этом случае клетка распадается на апоптотические тельца, которые поглощают либо ее соседи, либо «профессиональные едоки» макрофаги. В результате содержимое клетки не разливается в окружающие ткани, и его агрессивные компоненты не вызывают разрушения клеток и воспалительной реакции.
В последние годы ученые описали различные неапоптотические способы гибели, например патологический некроз. При этом клетка постепенно набухает, а ее мембрана разрушается. В ходе этого процесса повреждается и окружение. Регулируемый некроз называется некроптозом. К ряду наиболее известных неапоптотических механизмов относится также аутофагия – переваривание нефункциональных или дефектных компонентов. Она может как убивать клетку, так и в определенных ситуациях делать ее устойчивой к различным воздействиям.
«В этом исследовании молодые сотрудники лаборатории Евгения Прохорова, Александра Егоршина и Гелина Копеина показали, что неапоптотические формы гибели клеток также активируются после генотоксического стресса. Наряду с сопровождающими их адаптивными реакциями они могут играть решающую роль в противоопухолевой терапии», – рассказывает руководитель проекта Борис Животовский, профессор, заведующий лабораторией исследования механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова.
Фото: авторы статьи (справа налево): Александра Егоршина, Борис Животовский и Гелина Копеина. Источник: Алексей Замараев
Ученые провели объемную работу, в ходе которой проанализировали множество различных способов гибели клеток с поврежденной ДНК. Авторы собрали наиболее актуальную информацию о разных вариантах уничтожения дефектных клеток в своей статье. Особое внимание исследователи уделили имеющимся данным по неапоптотическим способам гибели клеток, потому что ранее считалось, что основной путь убийства клетки – это апоптоз. В связи с этим изучение неапоптотических механизмов не было популярным направлением, хотя именно открытия в этой области могут создать предпосылки для появления новых методов лечения опухолей.
Сотрудники лаборатории выдвинули гипотезу о том, что именно комбинирование различных вариантов гибели клеток будет иметь наибольший эффект при терапии различных заболеваний. В таком случае подавление одного механизма подтолкнет клетку к активации другого, более «подходящего», который будет зависеть от конкретного случая. Так, например, клетки аденокарциномы легких характеризуются высоким уровнем аутофагии и устойчивостью к химиотерапевтическим препаратам. Подавление же аутофагии делает данный тип опухоли более чувствительным к лечению.
«Модулирование стресс-адаптивных реакций и неапоптотических механизмов гибели клеток дает, в частности, возможность значительно повысить эффективность лечения онкологических заболеваний и минимизировать побочные эффекты химио- или лучевой терапии», – утверждает профессор Борис Животовский. Таким образом, развитие научного знания, касающегося этих процессов, позволит разработать самые безопасные и эффективные подходы к лечению тяжелых заболеваний.
